CN114659236B - 节能控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种节能控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，所述方法根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点；控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点；控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
Description
技术领域
本发明涉及制冷节能技术领域，特别涉及一种节能控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，人们对生活环境的要求越来越高，空调已经成为人们生活中不可或缺的家电设备。然而，空调在给用户带来舒适的同时，也成为了家电设备中的耗电大户，不可否认的是，现有空调运行存在能源消耗较大的问题。因此，如何在不同的环境下，使得空调运行既能满足人体舒适性要求的同时又能最大程度节约电能，一直是行业内技术人员研究的重点。
发明内容
为了解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种无需对设备结构进行改造、兼容性强且能够有效降低能耗的节能控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，提供一种节能控制方法，应用于空气调节设备，包括：
根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点；
控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点；
控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
第二方面，提供一种节能控制装置，包括：
参数确定模块，用于根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点；
第一控制模块，用于控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点；
第二控制模块，用于控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
第三方面，提供一种空气调节设备，包括存储器、处理器、与所述处理器连接的内风机、外风机和压缩机，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行本申请任一实施例所提供的节能控制方法的步骤。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行本申请任一实施例所提供的节能控制方法的步骤。
本申请上述实施例所提供的节能控制方法，通过根据当前环境参数及以环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，以得到符合当前环境的蒸发温度和冷凝温度的最优参数组合，根据该最优参数组合分别控制内风机和外风机，使得蒸发温度和冷凝温度分别达到对应的极值点，保持内风机和外风机的当前运行状态的情况下，控制压缩机自动调节功率，使得当前环境温度达到目标温度，如此，实现在当前环境下制冷量相同的情况下，空气调节设备以最优节能的状态运行，无需对设备进行改造，与空气调节设备的已有的控制策略均可兼容，最优节能的运行状态可随着当前环境的改变而适应性变化，从而兼容性强且能够有效降低能耗。
上述实施例所提供的节能控制装置、控制调节设备以及计算机可读存储介质，分别与对应的节能控制方法实施例属于同一构思，从而分别与对应的节能控制方法实施例具有相同的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为一实施例中节能控制方法的流程图；
图2为另一实施例中节能控制方法的流程图；
图3为相同制冷量时压缩机的不同参数组合示意图；
图4为相同制冷量时压缩机不同参数组合对应的功率示意图；
图5为另一实施例中节能控制方法的流程图；
图6为不同负载功率时整机功率的示意图；
图7为又一实施例中节能控制方法的流程图；
图8为相同制冷量时整机不同参数组合对应的功率示意图；
图9为一可选的具体示例中节能控制方法的流程图；
图10为一实施例中节能控制装置的示意图；
图11为一实施例中空气调节设备的示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明的保护范围。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”的表述，其描述了所有可能实施例的子集，但是应当理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
如何使得制冷系统在不同的环境下，既能够满足人体舒适性要求的同时又能最大程度节约电能，一直是行业内技术人员研究的重点。本申请发明人对行业内目前采用的节能方案进行了研究，总结目前采用的节能方案类型和特点主要如下：
第一，通过改变制冷系统的结构，如增加经济器、利用自然冷源等，然而该方式主要适用于新研发的空调设备，对已有设备会产生大量的改造费用，而且受安装空间、尺寸匹配等因素的影响，不易进行改造；
第二，通过收集用户习惯，检测房间内人员的情况来对空调的运行状态及运行时间等参数进行调节，然而，收集用户习惯信息本身就存在泄露隐私的风险，而且对于特殊时段若根据用户之前习惯所确定的控制策略来控制空调的策略可能不再适用，如针对疫情期间，根据用户在先习惯所确定的控制策略显然已不再适用；
第三，通过测试数据选定一组局部最优的节能运行参数，将局部最优的节能运行参数预设于空调的控制器，然而，选定局部最优的节能运行参数无法涵盖所有可能出现的复杂环境，随着运行工况的变化，之前所选定的局部最优的节能运行参数往往已不再合理，从而并不能达到节能的目的。
请参阅图1，为本申请一实施例提供的一种节能控制方法，应用于空气调节设备，包括如下步骤：
S103，根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
当前环境参数是指表征当前环境状况，如空气质量、温度、湿度等的相关参数，以空气调节设备安装于房间A内的空调为例，当前环境状态是指空调所在房间A内的环境。表征当前环境状况的相关参数可以包括多个，如房间A内粉尘量、房间A内温度、房间A内湿度、房间A外温度、房间A外湿度等，所述设定的环境参数则是指从表征当前环境状况的这些相关参数中选定的一个或多个。当前环境参数是指空气调节设备在实际运行过程中，实时获取到的设定的环境参数的值。其中，空气调节设备可以包括分别采集设定的环境参数的传感器，当前环境参数可以是空气调节设备在运行时从传感器获取的实时采集到的环境参数；或者，也可以是根据空气调节设备在运行时的当前时间和当前地址查询到的环境参数。
压缩机的制冷量主要由压缩机功率、冷凝温度和蒸发温度决定。在不考虑其它因素影响的情况下，压缩机的制冷量与压缩机功率正相关，与蒸发温度正相关，与冷凝温度负相关，相同制冷量的工况下，压缩机功率、冷凝温度和蒸发温度的参数值可以有多种组合。如图3所示，每一个样本点表示在相同制冷量下，压缩机功率、冷凝温度和蒸发温度的一种参数值组合，如图3所示，每一个参数值组合对应表示空气调节设备的一个运行状态，每一个运行状态对应压缩机的一个功率。根据图4所示，压缩机在不同的运行状态下所对应的功率差别很大，最大差别可以为2.3倍。建立以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，功率能耗模型用于模拟多个变量实现相同制冷量时各个变量的可能取值所形成不同的参数值组合，根据当前环境参数和所述功率能耗模型，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，从而找出当设定的环境参数影响已知且确定的情况下，实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合中蒸发温度和冷凝温度分别对应的值。
S105，控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点。
空气调节设备的主要耗电器件包括压缩机、内风机和外风机。根据图3可知，内风机可主要影响蒸发温度，内风机功率与蒸发温度正相关。外风机可主要影响冷凝温度，外风机功率与冷凝温度负相关。按照惯有的技术思路，通常是使得蒸发温度尽量大，冷凝温度尽量小，以使压缩机功率最小，然而直接增加内外风机转速，会造成风机功率增大，对于空气调节设备整体而言，并非整机功率最优，因此，蒸发温度并非越大越好，冷凝温度也并非越小越好，按照惯有的技术思路调节蒸发温度和冷凝温度的方式并非空气调节设备整机最优节能的运行状态。通过根据当前环境参数和所述功率能耗模型，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，从而找出当设定的环境参数影响已知且确定的情况下，实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合中的蒸发温度和冷凝温度分别对应的最优值，进而找到使得空气调节设备整机最优节能的运行状态的参数值组合。
S107，控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
找出当设定的环境参数影响已知且确定的情况下，实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合中的蒸发温度和冷凝温度分别对应的最优值时，按照找到的所述蒸发温度和冷凝温度的最优值，分别控制内风机使得蒸发温度达到对应第一极值点所对应的蒸发温度、及控制外风机使得冷凝温度达到对应第二极值点所对应的冷凝温度，在保持所述内风机和外风机的当前工作功率不变的前提下，控制压缩机自动调节功率，使得室内温度达到目标温度，此时，内风机、外风机及压缩机的当前工作状态参数即为空气调节设备整机最优节能的运行状态的参数值组合。
上述实施例中，节能控制方法通过获取当前环境参数，将当前环境参数作为已知条件代入以环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，以得到符合当前环境的蒸发温度和冷凝温度的最优参数组合，根据该最优参数组合分别控制内风机和外风机，使得蒸发温度和冷凝温度分别达到对应的极值点，然后在保持所述内风机和外风机的当前运行状态的情况下，控制压缩机自动调节功率，使得当前环境温度达到目标温度，如此，实现在当前环境下制冷量相同的情况下，空气调节设备以最优节能的状态运行，无需对设备进行改造，与空气调节设备的已有的控制策略均可兼容，最优节能的运行状态可随着当前环境的改变而适应性变化，从而兼容性强且能够有效降低能耗。
可选的，请参阅图2，所述节能控制方法，在S103，根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点之前，还包括：
S101，获取当前环境参数。
空气调节设备可以包括分别采集设定类型的环境参数的多个传感器及与所述传感器连接的控制器，所述获取当前环境参数是指，传感器实时采集对应的环境参数，控制器从所述传感器获取对应采集的环境参数。
在一些实施例中，请参阅图5，所述节能控制方法，还包括：S102，获取当前负载功率；
所述S103，根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，包括：
S1031，根据所述当前负载功率，选定与其匹配的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的目标功率能耗模型，根据所述目标功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
空气调节设备在实际运行过程中，当前环境参数、负载功率均可变，且均可以引起空气调节设备整机功率的变化。本实施例中，根据负载功率的不同分别建立高负载、中负载和低负载所分别对应的功率能耗模型。如图6所示，三个曲面从上到下依次表示高负载、中负载和低负载时，空气调节设备整机功率与蒸发温度、冷凝温度和设定的环境参数的关系。当负载功率不同时，整机功率曲面的位置、形状均有所不同，当设定的环境参数的影响已知且确定的情况下，与不同负载功率对应的整机功率曲面中蒸发温度、冷凝温度各自对应的极值点的位置也不同。在实际运用过程中，获取当前负载功率，根据当前负载功率找到与其匹配的功率能耗模型作为目标功率能耗模型，再根据当前环境参数和所述目标功率能耗模型，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，从而找出在当前负载功率确定、且设定的环境参数影响已知且确定的情况下，实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合中蒸发温度和冷凝温度分别对应的值。
上述实施例中，将负载功率区分为多个等级，功率能耗模型分别与不同等级的负载功率对应，在实际运行中，通过获取当前负载功率并限定于当前负载功率匹配的目标功率能耗模型，从而可基于实际应用中负载功率确定、且设定的环境参数影响已知且确定的情况下，确定出实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合。
可选的，所述S1031，根据所述当前负载功率，选定与其匹配的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的目标功率能耗模型，根据所述目标功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点之前，包括：
以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本；
改变所述环境参数和所述负载功率的取值，返回执行所述以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本的步骤，分别得到与所述环境参数和所述负载功率的不同取值对应的多组数据样本；
根据多组所述数据样本，建立与不同负载功率等级对应的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
通过对空气调节设备进行整机测试，对设定的环境参数、负载功率不变的情况下，实现相同制冷量的整机功率曲面。整机测试包括：保持设定的环境参数、负载功率不变，设定不同蒸发温度、冷凝温度设置值组合，使内外风机分别将蒸发温度、冷凝温度控制达到设定值，同时使压缩机自动调节，将室内温度调节到设定值，记录此时与蒸发温度、冷凝温度的设置值组合时压缩机功率以及整机功率，将保持设定的环境参数、负载功率不变，蒸发温度、冷凝温度的不同设置值组合所分别对应的压缩机功率以及整机功率的多个数据样本，形成一组数据样本。再改变所述环境参数和所述负载功率的取值，将保持设定的环境参数、负载功率不变，蒸发温度、冷凝温度的不同设置值组合所分别对应的压缩机功率以及整机功率的多个数据样本，形成新的一组数据样本；通过前述步骤的反复迭代，利用得到的多组数据样本，分别进行数据拟合形成与不同负载功率等级对应的整机功率曲面方程。
作为一个可选的具体示例，拟合形成的整机功率曲面方程可如下公式一所示：
其中，Q表示负载功率，W1、W2、W3分别表示整机功率，Tin表示室内温度，Hin表示相对湿度，Tout表示室外温度，Te表示蒸发温度，Tc表示冷凝温度。依据拟合形成的整机功率曲面方程分别建立与不同负载功率等级对应的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
上述实施例中，通过对空气调节设备进行整机测试，建立分别与不同负载功率等级对应的功率能耗模型，从而可基于实际应用中负载功率确定、且设定的环境参数影响已知且确定的情况下，通过功率能耗模型找出实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合，使得空气调节设备能够保持于最节能的运行状态。
在一些实施例中，请参阅图7，所述节能控制方法，还包括：S102，获取当前负载功率；
所述S103，根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，包括：
S1032，根据以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型、当前环境参数和所述当前负载功率，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
空气调节设备在实际运行过程中，当前环境参数、负载功率均可变，且均可以引起空气调节设备整机功率的变化。本实施例中，将负载功率作为功率能耗模型中的变量，建立以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。在实际运用过程中，获取当前负载功率、以及获取设定的当前环境参数，根据当前负载功率、当前环境参数和所述功率能耗模型，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，从而找出在当前负载功率确定、且设定的环境参数影响已知且确定的情况下，实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合中蒸发温度和冷凝温度分别对应的值。
上述实施例中，考虑负载功率的不同对整机功率的最优节能运行状态的影响，将负载功率作为功率能耗模型的变量之一，在实际运行中，通过获取当前负载功率和当前环境参数，从而可基于实际应用中负载功率确定、且设定的环境参数影响已知且确定的情况下，确定出实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合。
可选的，所述S1032，根据以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型、当前环境参数和所述当前负载功率，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点之前，包括：
以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本；
改变所述环境参数和所述负载功率的取值，返回执行所述以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本的步骤，分别得到与所述环境参数和所述负载功率的不同取值对应的多组数据样本；
根据多组所述数据样本，建立以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
通过对空气调节设备进行整机测试，对设定的环境参数、负载功率不变的情况下，实现相同制冷量的整机功率曲面。整机测试包括：保持设定的环境参数、负载功率不变，设定不同蒸发温度、冷凝温度设置值组合，使内外风机分别将蒸发温度、冷凝温度控制达到设定值，同时使压缩机自动调节，将室内温度调节到设定值，记录此时与蒸发温度、冷凝温度的设置值组合时压缩机功率以及整机功率，将保持设定的环境参数、负载功率不变，蒸发温度、冷凝温度的不同设置值组合所分别对应的压缩机功率以及整机功率的多个数据样本，形成一组数据样本。再改变所述环境参数和所述负载功率的取值，将保持设定的环境参数、负载功率不变，蒸发温度、冷凝温度的不同设置值组合所分别对应的压缩机功率以及整机功率的多个数据样本，形成新的一组数据样本；通过前述步骤的反复迭代，利用得到的多组数据样本进行数据拟合形成整机功率曲面方程。
作为一个可选的具体示例，拟合形成的整机功率曲面方程可如下公式二所示：
W＝g(Tin,Hin,Tout,Q,Te,Tc)； 公式二
其中，W表示整机功率，Tin表示室内温度，Hin表示相对湿度，Tout表示室外温度，Q表示负载功率，Te表示蒸发温度，Tc表示冷凝温度。依据拟合形成的整机功率曲面方程，建立与以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
上述实施例中，通过对空气调节设备进行整机测试，建立以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，从而可基于实际应用中负载功率确定、且设定的环境参数影响已知且确定的情况下，通过功率能耗模型找出实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合，使得空气调节设备能够保持于最节能的运行状态。其中，通过功率能耗模型找出实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合，可以包括步骤：获取当前负载功率、当前环境参数，将其代入公式二，则可以得到公式三：
W＝f(Te,Tc)； 公式三
根据公式三，分别求整机功率W对蒸发温度和冷凝温度的偏导，并令其等于0，如下公式四所示：
对公式四进行求解，便可得到蒸发温度对应的第一极值点和冷凝温度对应的第二极值点，如图8所示，通过整机测试得到的以蒸发温度和冷凝温度为变量的曲面方程拟合结果。根据当前环境参数、当前负载功率确定的情况下，求解出实现相同制冷量的最佳运行状态下的蒸发温度和冷凝温度的最优值，控制内风机和外风机工作使得蒸发温度和冷凝温度分别达到对应的最优值，再通过保持内风机和外风机的当前工作状态的情况下，控制压缩机自动调节直至调节当前环境温度达到目标温度，此时，内风机、外风机及压缩机的当前工作状态下工作参数即为实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合，空气调节设备能够保持于最节能的运行状态。
在一些实施例中，所述S101，获取设定的当前环境参数，包括：
获取当前室内温度、室内相对湿度及室外温度。
设定的当前环境参数包括当前室内温度、室内相对湿度和室外温度。在实际运行过程中，当前室内温度、室内相对湿度和室外温度可以分别通过设置传感器采集得到，将实时采集到的当前环境参数作为已知条件代入功率能耗模型中，从而得到自变量仅剩下蒸发温度和冷凝温度的曲面方程。
可选的，所述功率能耗模型为以室内温度、室内相对湿度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，所述以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，包括：
将所述当前室内温度、室内相对湿度及室外温度作为所述功率能耗模型的已知参数，将所述功率能耗模型简化为以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量的曲面方程；
计算压缩机功率对所述蒸发温度和所述冷凝温度的偏导，得到所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
上述实施例中，设定的当前环境参数具体以当前室内温度、室内相对湿度和室外温度为例，通过对空气调节设备进行整机测试，记录空气调节设备相同室内温度、室内相对湿度、室外温度的条件下，不同蒸发温度、冷凝温度时的整机功率得到数据样本，建立以室内温度、室内相对湿度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，在实际运行过程中，能够根据实时采集到的室内温度、室内相对湿度、室外温度和功率能耗模型，获得同样工况和制冷量情况下，空气调节设备的最优运行状态下的参数值组合，使得空气调节设备能够保持于最节能的运行状态。
为了能够对本申请实施例所提供的节能控制方法具有更加整体的理解，请参阅图9，下面以空气调节设备为空调设定的环境参数包括室内温度、室内相对湿度、室外温度为例进行说明，所述空调包括内风机、外风机及压缩机，所述节能控制方法包括如下步骤：
对空气调节设备进行整机测试，建立功率参数模型，包括：
S11，记录环境参数及负载功率确定的条件下，空气调节设备与不同的蒸发温度、冷凝温度设定值组合时的整机功率，形成数据样本，利用所述数据样本进行数据拟合形成以蒸发温度、冷凝温度为变量的功率曲面方程；
如，室内温度、室内相对湿度、室外温度、负载功率均不变的情况下，设定不同蒸发温度、冷凝温度设定值组合，使得内风机和外风机分别将蒸发温度和冷凝温度控制达到设定值，同时使得压缩机自动调节，将室内温度调节到设定值，记录空气调节设备与不同的蒸发温度、冷凝温度设定值组合时的整机功率形成数据样本，利用所述数据样本进行数据拟合形成如下曲面方程：
W＝f(Te,Tc)(公式1)
S12，改变环境参数及负载功率，以不同的环境参数及负载功率的设定值条件下，重复执行S11，得到不同的环境参数及负载功率的设定值组合下的数据样本，拟合形成以环境参数、负载功率、蒸发温度、冷凝温度为变量的功率曲面方程；
如，以室内温度、室内相对湿度、室外温度、负载功率这些参数的不同组合下的数据样本，拟合形成如下曲面方程：
W＝g(Tin,Hin,Tout,Q,Te,Tc)(公式2)
在实际运行过程中，利用功率参数模型找出空气调节设备实现相同制冷量的最佳运行状态下的参数值组合，包括：
S13，采集当前环境参数、当前负载功率，将所述当前环境参数、当前负载功率作为已知参数代入功率参数模型，得到以蒸发温度和冷凝温度为自变量的功率曲面方程；
如，将采集到的室内温度Tin、室内相对湿度Hin、室外温度Tout、负载功率Q代入公式1中，简化后得到公式2；
S14，分别求整机功率对蒸发温度和冷凝温度的偏导，得到蒸发温度对应的第一极值点和冷凝温度对应的第二极值点；
利用公式2分别求整机功率对蒸发温度和冷凝温度的偏导并令其等于0，得到公式3：
求解公式3中方程组便可求得蒸发温度对应的第一极值点和冷凝温度对应的第二极值点。
如整机测试环境为：室外温度35℃，室内温度28℃，室内相对湿度为16.7g/kg。对整机功率拟合结果为以蒸发温度和冷凝温度为自变量的2次线性方程：
W＝a1+a2*Te+a3*Tc+a4*Te2+a5*Te*Tc+a6*Tc2 (公式4)
当制冷量为700W时：
a1＝639.0，a2＝-10.32，a3＝-12.01，a4＝0.6751，a5＝-0.2431，a6＝0.4268当制冷量为500W时：
a1＝538.8，a2＝-13.29，a3＝-14.99，a4＝0.6697，a5＝-0.1429，a6＝0.3973当制冷量为300W时：
a1＝487.9，a2＝-16.41，a3＝-18.08，a4＝0.6802，a5＝-0.0226，a6＝0.3081
根据对整机功率拟合得到的线性方程建立功率参数模型，在实际运行过程中，当采集到环境参数和负载功率与对应测试环境匹配时，可基于功率参数模型得到的线性方程计算蒸发温度和冷凝温度的极值点。
S15，控制内风机和外风机工作，使得蒸发温度达到第一极值点所对应的蒸发温度，冷凝温度达到第二极值点所对应的冷凝温度；
S16，控制压缩机工作，使得压缩机自动调节功率，使得室内温度达到目标温度。
此时，便是空气调节设备最节能的运行状态，此时内风机、外风机及压缩机的工作状态参数，便是在当前环境参数、当前负载功率的条件下，根据功率参数模型找到的能够使得空气调节设备运行于最节能的运行状态点所对应的参数值组合。
上述实施例提供的节能控制方法，从空气调节设备的制冷系统本身特性出发，具备很强的通用性，是最底层的节能优化方案，至少具备如下特点：
1、从制冷原理角度实现节能控制，无需对设备进行任何改造。
2、与用户对空气调节设备的使用习惯解耦，不存在暴露隐私的风险，与目标控制不冲突。
3、利用有限的整机测试建立功率参数模型，以涵盖实际运行中所有可能出现的工况，适用范围广。
4、空气调节设备的最优节能的运行状态随着运行环境的变化而变化，自适应各类运行条件。
请参阅图10，本申请实施例另一方面提供一种节能控制装置，包括：参数确定模块22，用于根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点；第一控制模块23，用于控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点；第二控制模块24，用于控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
在一些实施例中，所述节能控制装置还包括获取模块，用于获取设定的当前环境参数。
在一些实施例中，所述获取模块，还用于获取当前负载功率；所述参数确定模块22，还用于根据所述当前负载功率，选定与其匹配的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的目标功率能耗模型，根据所述目标功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
在一些实施例中，所述节能控制装置还包括建模模块，用于以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本；改变所述环境参数和所述负载功率的取值，返回执行所述以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本的步骤，分别得到与所述环境参数和所述负载功率的不同取值对应的多组数据样本；根据多组所述数据样本，建立与不同负载功率等级对应的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
在一些实施例中，所述获取模块，还用于获取当前负载功率；所述参数确定模块22，还用于根据以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型、当前环境参数和所述当前负载功率，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
在一些实施例中，所述节能控制装置还包括建模模块，用于以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本；改变所述环境参数和所述负载功率的取值，返回执行所述以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本的步骤，分别得到与所述环境参数和所述负载功率的不同取值对应的多组数据样本；根据多组所述数据样本，建立以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
在一些实施例中，所述获取模块，具体用于获取当前室内温度、室内相对湿度及室外温度。
在一些实施例中，所述功率能耗模型为以室内温度、室内相对湿度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，所述参数确定模块22，具体用于将所述当前室内温度、室内相对湿度及室外温度作为所述功率能耗模型的已知参数，将所述功率能耗模型简化为以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量的曲面方程；计算压缩机功率对所述蒸发温度和所述冷凝温度的偏导，得到所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
需要说明的是，本申请实施例所提供的结构并不构成对节能控制装置的限定，所述各个模块可以全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的控制器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于控制器调用执行以上各个模块对应的操作。在其他实施例中，所述节能控制装置中可以包括比图示更多或更少的模块。
请参阅图11，本申请实施例的另一方面,还提供了一种空气调节设备，包括存储器211和处理器212，存储器211存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器212执行本申请上述任一实施例所提供的节能控制方法的步骤。其中，空气调节设备还包括与处理器212电连接的内风机213、外风机214和压缩机215，所述内风机213、外风机214和压缩机215根据所述处理器212的控制，使得所述内风机213工作而调节蒸发温度达到对应的第一极值点、使得外风机214工作而调节冷凝温度达到对应的第二极值点，以及使得压缩机215工作而调节当前室内温度达到目标温度。
本申请实施例另一方面，还提供一种存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行本申请上述任一实施例所提供的节能控制方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例所提供的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。
Claims (10)
1.一种节能控制方法，应用于空气调节设备，其特征在于，包括：
根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点；
控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点；
在控制所述内风机和所述外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点后，保持所述内风机和所述外风机的当前工作功率不变，并控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
2.如权利要求1所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，包括：
获取当前负载功率；
根据所述当前负载功率，选定与其匹配的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的目标功率能耗模型，根据所述目标功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
3.如权利要求2所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据所述当前负载功率，选定与其匹配的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的目标功率能耗模型，根据所述目标功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点之前，包括：
以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本；
改变所述环境参数和所述负载功率的取值，返回执行所述以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本的步骤，分别得到与所述环境参数和所述负载功率的不同取值对应的多组数据样本；
根据多组所述数据样本，建立与不同负载功率等级对应的以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
4.如权利要求1所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，包括：
获取当前负载功率；
根据以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型、当前环境参数和所述当前负载功率，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
5.如权利要求4所述的节能控制方法，其特征在于，所述根据以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型、当前环境参数和所述当前负载功率，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点之前，包括：
以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本；
改变所述环境参数和所述负载功率的取值，返回执行所述以预设的环境参数和负载功率不变，与蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合形成测试数据集，通过所述测试数据集进行节能控制测试，记录所述蒸发温度和冷凝温度的不同设定值组合下压缩机的功率及整机功率，形成一组数据样本的步骤，分别得到与所述环境参数和所述负载功率的不同取值对应的多组数据样本；
根据多组所述数据样本，建立以设定的环境参数、负载功率、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型。
6.如权利要求1至5中任一项所述的节能控制方法，其特征在于，所述方法还包括获取设定的当前环境参数，所述获取设定的当前环境参数包括：
获取当前室内温度、室内相对湿度及室外温度。
7.如权利要求6所述的节能控制方法，其特征在于，所述功率能耗模型为以室内温度、室内相对湿度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型，所述以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点，包括：
将所述当前室内温度、室内相对湿度及室外温度作为所述功率能耗模型的已知参数，将所述功率能耗模型简化为以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量的曲面方程；
计算压缩机功率对所述蒸发温度和所述冷凝温度的偏导，得到所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点。
8.一种节能控制装置，其特征在于，包括：
参数确定模块，用于根据以设定的环境参数、蒸发温度和冷凝温度为变量的功率能耗模型和当前环境参数，以所述蒸发温度和所述冷凝温度为自变量计算所述蒸发温度对应的第一极值点和所述冷凝温度对应的第二极值点；
第一控制模块，用于控制内风机和外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点；
第二控制模块，用于在控制所述内风机和所述外风机使得所述蒸发温度和所述冷凝温度达到对应的所述第一极值点和所述第二极值点后，保持所述内风机和所述外风机的当前工作功率不变，并控制压缩机自动调节功率，直至当前环境温度达到目标温度。
9.一种空气调节设备，其特征在于，包括存储器、处理器、与所述处理器连接的内风机、外风机和压缩机，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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